Ученые из МГУ им. М.В. Ломоносова, Государственного исторического музея, Института географии РАН, Коломенского археологического центра, Института геохимии и аналитической химии РАН и Гронингенского университета (Нидерланды) изучили захоронения бронзового века на границе Калмыкии и Ставропольского края. На стенках сосудов, оставленных в могилах, были найдены следы одомашненного ячменя. Насколько известно археологам, жители этих мест в то время еще не занимались сельским хозяйством - вероятно, ячмень они выменивали у народов предгорий Кавказа. Таким образом, находка указывает на масштабную международную торговлю в этом районе уже 4500 лет назад.

Авторы работы обследовали захоронения (курганы и катакомбы - подземные погребальные сооружения, в честь которых катакомбная культура получила свое название) вдоль реки Восточный Маныч, протекающей по территории Ставропольского края и Калмыкии. В середине III тысячелетия до нашей эры, когда были сделаны захоронения, в этом регионе жили скотоводы, кочевавшие между предгорьями Кавказа, Волгой и Доном. Чтобы понять, какие дикие и культурные растения местные жители использовали в пищу, исследователи использовали радиоуглеродный и фитолитный анализ. 

Анализ обугленной пищи на стенках сосудов из могил Восточного Маныча и Западно-Манычской катакомбной археологической культуры (2500-2350 гг. до н.э.) показал, что там наряду с дикими растениями есть и близкие родственники современного окультуренного ячменя, проса и пшена. Радиоуглеродное датирование выявило, что возраст этих отложений на посуде соответствует возрасту останков людей в захоронениях либо немного превышает его (расхождение можно объяснить тем, что растения готовили, а такая обработка "старит" образцы).

Совершенно точно культурным растением в то время уже был ячмень - на это указывают специфические фитолиты этого вида. Ячмень на Кавказе начали выращивать в конце VI - начале V тысячелетия до нашей эры. Авторы работы считают, что никаких доказательств того, что найденный в захоронениях кочевников ячмень был выращен в том же регионе, лежащем к северу от Кавказа, нет. Скорее всего, он был получен в результате обмена с населением предгорий Кавказа. Эту версию подтверждают и полученные ранее результаты изотопного анализа останков людей и животных. Судя по соотношению в них изотопов стронция, углерода и азота, кочевники катакомбной культуры могли заходить достаточно далеко в горы. В некоторых их костях и зубах был обнаружен "профиль" изотопов, характерный как раз для горных жителей.

Созданные в России зеркала для экстремального ультрафиолета сделают телескопы значительно эффективнее.

В Институте физики микроструктур РАН создана технология напыления многослойных зеркал на основе бериллия для диапазона длин волн от 11,1 до 30,4 нанометров. Созданным с ее помощью зеркалам удается обеспечивать коэффициенты отражения, существенно превышающие мировой уровень. С их помощью можно будет повысить эффективность используемого в производстве электроники метода литографии, а также увеличить в два раза контраст изображений телескопов для изучения короны Солнца в экстремальной части ультрафиолетового диапазона.

Исследователи из Института физики микроструктур РАН в рамках развиваемых отечественных программ по изучению короны Солнца разработали многослойные интерференционные зеркала нового поколения для экстремального ультрафиолетового диапазона. Сложность их создания заключается в базовом физическом противоречии: они должны одновременно иметь более высокие коэффициенты отражения и лучшую спектральную селективность - то есть не просто отражать больший процент излучения, но и делать это для строго определенной части ультрафиолетового диапазона. Как правило, это взаимоисключающие требования, и в рамках используемых сейчас наборов материалов указанная проблема не имеет решения.

Однако российские физики утверждают, что им удалось устранить это противоречие. Классический подход в создании многослойных интерференционных зеркал предусматривает использование чередующихся слоев материалов с большим и малым атомными номерами. При этом ряд "легких" элементов в рентгеновской оптике никогда не использовался, например, металл бериллий. На это было две причины: бериллий имеет некоторые преимущества перед другими материалами лишь в очень узком спектральном диапазоне (от 11,1 до 12,4 нанометров), и он очень токсичен при технологической обработке (опасна его мелкая пыль).

С 2016 года специалисты института начали расчеты характеристик бериллия как отражателя в диапазоне длин волн больше 17 нанометров. Выяснилось, что здесь бериллий обладает уникальным сочетанием оптических качеств. С одной стороны, он имеет низкое поглощение, а значит основная часть излучения уходит на отражение, что и требуется от зеркала в оптике. С другой стороны, его высокая рассеивающая способность соответствует ряду более тяжелых материалов и позволяет получить одновременно как высокие коэффициенты отражения, так и более узкую его спектральную полосу.

Для проведения экспериментов с бериллием в ИФМ РАН была создана специально оборудованная лаборатория, в которой синтезировали наиболее перспективные многослойные зеркала на основе бериллий-кремний-алюминия (Be/Si/Al), цирконий-бериллий-кремний-алюминия (Zr/Be/Si/Al) и бериллий-магния (Be/Mg), с защитной верхней пленкой из алюминия. Все созданные зеркала показали рекордные коэффициенты отражения и спектральную селективность.

В составе многозеркальных систем, оборудованных бериллиевыми зеркалами (а телескоп, как правило, содержит не менее двух-трех зеркал) эффективность телескопа в экстремальной части ультрафиолетового диапазона может быть увеличена до 300 процентов от той, что позволяют существующие материалы. Предполагается, что на этой основе вскоре будут созданы телескопы для наблюдений за Солнцем.

Для этого на их поверхность понадобилось нанести оксид марганца.

Коллектив биологов из Ирана, Азербайджана и Китая под руководством заведующего лабораторией управляемого фотобиосинтеза в Институте физиологии растений им. К.А. Тимирязева РАН Сулеймана Аллахвердиева нашли необычный катализатор для реакции окисления воды - клетки кишечной палочки Escherichia coli. На них поместили другой уже хорошо известный ускоритель окисления - оксид марганца (MnO2_). Благодаря микробам напряжение, нужное для реакции окисления воды, оказалось на 120 милливольт меньше, чем при использовании уже известных катализаторов.

Авторы описываемой работы предложили необычный способ усовершенствовать один из катализаторов, оксид марганца - покрыть им поверхность бактерий вида Escherichia coli. Такой выбор объектов был обусловлен тем, что кишечные палочки хорошо изучены, а оксида марганца не наносит большого вреда окружающей среде. При этом оксиды марганца не слишком устойчивы в условиях, при которых обычно проходит окисление воды. Нанесение MnO2_ на клетки кишечных палочек должно было повысить устойчивость его молекул.

Структуру полученного гибридного катализатора изучили с помощью нескольких методов спектроскопии и спектрометрии, а также сканирующей и трансмиссионной электронной микроскопии. Напряжение, необходимое для окисления воды в присутствии покрытых оксидом марганца бактерий, оказалось примерно на 120 милливольт ниже, чем в присутствии немодифицированных бактерий (1,56 вольт против 1,68 вольт). Особенно интересно, что поверхность бактерий образовала с оксидом марганца композитный материал, по свойствам отличающийся от каждого из двух своих составляющих.

Ученые заключают, что созданный ими композитный катализатор позволит снизить напряжение, требуемое для реакции окисления воды. Учитывая, что основу катализатора составляют живые организмы, он, как и сам водород, будет безопасен для окружающей среды.

В конце 1980-х он попал в Элисту из Демократической Республики Конго, а в 2000-х похожие вирусы "прилетели" в Россию из Португалии и Дании.

Сотрудники Сколковского института науки и технологий, Центрального НИИ эпидемиологии, НИИ вакцин и сывороток им. И.И. Мечникова и Центра по профилактике и борьбе со СПИДом и инфекционными заболеваниями (Ростовская область) сравнили последовательности генов вируса иммунодефицита типа G и обнаружили, что у него не один предок, а несколько. Ранее считалось, что все случаи заражения таким вирусом в России произошли из-за печально известной вспышки ВИЧ-инфекции в Элисте в 1988 году.

Молекулярно-биологические исследования, проведенные несколько лет назад, показали, что источником ВИЧ-инфекции в 1988 году в Элисте стал муж одной из женщин, посещавших больницу. Он передал ей вирус половым путем, а уже от переливания ее крови заразились остальные. Так как в столице Калмыкии до этого не было случаев ВИЧ-инфекции, вероятнее всего, мужчина подхватил вирус во время длительной поездки в Демократическую Республику Конго. Все, кто заразился в больницах Элисты во время той вспышки, несли в себе вирус иммунодефицита подтипа G. Он довольно распространен в России, поэтому авторы исследования, о котором идет речь, решили узнать, все ли инфицированные ВИЧ подтипа G связаны с жертвами трагедии в Элисте.

Для этого нужно было провести анализ состава нуклеиновых кислот ВИЧ подтипа G, полученных от нескольких групп ВИЧ-инфицированных россиян, и сравнить их с иностранными образцами вируса того же подтипа. Авторы работы взяли вирусы иммунодефицита G у трех живых инфицированных в 1988-м в Элисте и 12 человек, источник заражения которых неизвестен. У них "прочли" последовательности генов двух ферментов. Их сопоставили со 122 последовательностями генов ВИЧ иммигрантов из России, хранящихся в Лос-Аламосской национальной лаборатории (Лос-Аламос, США).

Сравнение двух генов вируса иммунодефицита во всех образцах показало, что не все русские, несущие ВИЧ подтипа G, получили его от мужчины из Элисты, побывавшего в Конго. У 13 инфицированных последовательности генов ВИЧ были больше всего похожи на варианты подтипа G, распространенные в Португалии и Дании. Судя по числу отличий между ними и самыми "свежими" случаями заражения в этих странах, вирусы иммунодефицита из этих стран попали в Россию в начале 2000-х годов.

Таким образом, вирусы иммунодефицита подтипа G, распространенные в России, произошли от разных предков. Случаи ВИЧ-инфекции подтипом G до начала 2000-х исходят от мужчины из Элисты, а после этого времени похожие вирусы иммунодефицита проникали в Россию из Западной Европы. Об этом источнике ВИЧ-инфекции раньше ничего не было известно.

Однако это часто способствует развитию метастазов и другим нарушениям в работе организма.

Исследователи из Каролинского института (Швеция) и МГУ им. М.В. Ломоносова под руководством Бориса Животовского обнаружили новую неожиданную функцию белка каспаза-2. Выяснилось, что это вещество, запускающее запрограммированную гибель ряда клеток, также ускоряет миграцию некоторых их типов. Это наблюдается при взаимодействии каспазы-2 с белком FAN. Есть вероятность, что подавление такого взаимодействия способно замедлить образование метастазов, а его активация - ускорить заживление ран.

В новой работе российские и шведские биологи определили возможность связывания множества белков с каспазой-2, используя двугибридный анализ в клетках дрожжей. Суть этого метода такова. Существуют факторы активации генов, молекулы которых состоят из двух частей - доменов. Чтобы фактор активации выполнил свою работу, две его части должны соединиться. Методами генной инженерии можно присоединить ДНК, кодирующую один домен, к гену каспазы-2, а ДНК, кодирующую другой домен фактора активации, к гену интересующего ученых белка.

Таким образом, дрожжевая клетка произведет рекомбинантные белки, несущие в своем составе разъединенные домены фактора активации. Они смогут соединиться, только если каспаза-2 свяжется с интересующим исследователей белком.

Двугибридный анализ показал, что каспаза-2 способна связываться со множеством белков. Наиболее интересный из них - активатор нейтральной сфингомиелиназы FAN. Он контролирует образование одного из классов липидов - церамидов, а также миграцию клеток, образование мембранных пузырьков - везикул и производство одного из регуляторов воспаления - интерлейкина-6.

Определить, какая из этих функций реализуется при взаимодействии FAN с каспазой-2, помогла липидомика - анализ наличия и функций всех липидов в клетке. В данном случае использовали культуру "бессмертных" человеческих клеток рака шейки матки HeLa. Подавляя и повышая активность FAN и каспазы-2, ученые отмечали, как менялся липидный состав HeLa. Также в этой серии исследований клетки в одной культуре физически отделяли друг от друга, имитируя ранение.

Итоги анализа состояния HeLa показали, что подавление взаимодействия каспазы-2 и FAN замедляет миграцию клеток к месту "ранения" (и образование метастазов, т.к. исследование было проведено на раковых клетках), а его чрезмерная активация приводит к образованию аномально крупных везикул, что отрицательно влияет на транспорт веществ внутрь клетки и наружу. В число этих веществ входит интерлейкин-6 - белок, влияющий на реакции воспаления. Теоретически, блокируя работу комплекса каспазы-2 с FAN, можно замедлять образование метастазов, а активируя его, можно ускорить заживление ран. Однако оба белка встроены в такие сложные сети биохимических реакций, что без дополнительных исследований нельзя гарантировать, что изменение их активности не повредит клеткам.

Специалисты из Института биохимии и генетики Уфимского научного центра РАН обнаружили, что иммунные клетки больных псориазом реагируют на белок кератин из их собственной кожи, что в итоге и вызывает зудящие воспаления на ней. Более того, ученым также удалось найти определенный вариант гена, который ответственен за возникновение данной аутоиммунной реакции.

Башкирские генетики выделили матричную РНК, содержащую полную аминокислотную последовательность белка кератина, из волосяных фолликул пациентов. На ее основе ученые синтезировали данный белок и проверили, как на него реагируют иммунные клетки - Т-лимфоциты страдающих псориазом людей.

Т-лимфоциты играют основную роль в приобретенном иммунитете организм. Они находят и уничтожают клетки, несущие чужеродные антигены. В некоторых случаях какой-то из этих механизмов оказывается нарушен, и лимфоциты начинают "охотиться" на собственные клетки и белки организма. В таком случае говорят об аутоиммунных заболеваниях.

Всего в исследовании в башкирских врачей приняли участие 29 пациентов с разными формами псориаза, еще 15 человек, не страдающих кожными заболеваниями, состояли в контрольной группе. Ученые взяли образцы крови каждого испытуемого, содержащие главным образом различные мононуклеарные лимфоциты. Во всех образцах с помощью метода цитометрии исследователи измерили количество Т-лимфоцитов. После чего обработали образцы раствором, содержащим ранее синтезированные белки-кератины. Спустя пять дней после экспериментального воздействия все замеры были вновь повторены.

Выяснилось, что у большинства больных псориазом кератин вызывает заметное увеличение пролиферации (интенсивного размножения) Т-лимфоцитов. Иными словами, лимфоциты по какой-то причине "считали" этот белок вредным и начинали активно делиться, чтобы "одолеть противника". У контрольной группы таких реакций обнаружено не было. Таким образом кератин, вероятно, действует как антиген внутреннего происхождения для больных псориазом. Именно поэтому болезнь и поражает в основном богатые этим белком кожные покровы.

Возможной причиной такого необычного поведения Т-лимфоцитов может быть наличие аллелей (определенных вариантов гена) в локусе HLA-C шестой хромосомы. Расположенные там гены участвуют в кодировании белков главного комплекса гистосовместимости, играющего центральную роль в иммунной системе и развитии иммунитета. Башкирским ученым удалось установить, что у больных псориазом, продемонстрировавших максимальную реакцию пролиферации Т-лимфоцитов на кератин, присутствует аллель HLA-Cw*06:02. Вполне вероятно, что именно его активация в геноме пациентов и приводит к возникновению этого кожного заболевания. Полученные уфимскими медиками данные дают надежду на возможную разработку генной терапии от псориаза в будущих исследованиях.

Исследователи из Института теоретической и экспериментальной биофизики (г. Пущино, Московская область) изучили устойчивость к радиации белых кровяных телец (лейкоцитов) и кроветворных клеток селезенки и красного костного мозга. Ученые пришли к выводу, что реакция различных типов клеток организма на радиацию мало зависит от общей его устойчивости к ионизирующему излучению.

В работе использовали клетки от трех видов живых существ - человека, травяной лягушки (Rana temporaria) и лабораторной мыши (она же домовая, Mus musculus). Среди них были белые кровяные тельца (лейкоциты) и их предшественники, содержащиеся в красном костном мозге и селезенке. Все изученные в рамках этой работы типы клеток имеют одно ядро. Ионизирующее излучение, то есть радиация, в первую очередь действует на находящуюся в ядрах ДНК. Высокие дозы радиации вызывают повреждения ДНК. Часть этих повреждений удается исправить за счет работы систем репарации. Задачей исследователей было проверить, как разные типы клеток у трех названных видов отличаются по уровню радиорезистентности.

Авторы работы воздействовали на лейкоциты и кроветворные клетки лягушки, человека и мыши двумя путями. Либо их облучали дозами рентгеновского излучения до 8 грей, либо добавляли в питательную среду растворы пероксида водорода с концентрацией до 300 микромоль на литр.

Степень повреждения ДНК после таких воздействий оценивали с помощью метода ДНК-комет. Изначально клетки, у которых нужно оценить степень повреждения ДНК, находятся на пластинке. До появления "головы" и "хвоста" кометы их оболочки разрушают действием специального раствора. Затем раствор удаляют, и вместе с ним c поверхности, на которой были зафиксированы целые клетки, смываются остатки их оболочек вместе с белками. При этом на пластинке остаются молекулы ДНК. Версия метода ДНК-комет, использованная в описываемой работе, довольно чувствительная и позволяет выявить не только грубые нарушения структуры ДНК, такие как двунитевые разрывы, но и однонитевые разрывы, и даже отдельные поврежденные строительные блоки этой молекулы - нуклеотиды.

Описанный метод выявил, что степень повреждения ДНК в лейкоцитах и кроветворных клетках мыши, лягушки и человека, а также скорость репарации таких повреждений существенно отличаются. Особенно важно, что устойчивость изученных клеток к ионизирующему излучению и пероксидам часто не соответствует степени радиорезистентности всего содержавшего их организма. И при облучении рентгеном, и при действии пероксида водорода сильнее всего повреждались лимфоциты и клетки селезенки мышей. В то же время мыши - наиболее радиорезистентный вид из трех, чьи клетки были задействованы в работе. ДНК лейкоцитов человека была примерно так же устойчива к радиации, как и клетки крови лягушки, хотя люди считаются наименее радиорезистентными. При этом скорость репарации повреждений ДНК в лягушачьих клетках оказалась меньше.

Сотрудники Национального медицинского исследовательского центра им. Е.Н. Мешалкина и Института химической биологии и фундаментальной медицины Сибирского отделения Российской академии наук (СО РАН) создали протезы из полимерных материалов, на которые хорошо налипают настоящие клетки стенок сосудов. Также они опробовали новые варианты стентов (расширителей сосудов), в стенках которых содержатся вещества, замедляющие зарастание их просвета.

Специалисты из двух научных учреждений Новосибирска опробовали способ сборки сосудистых протезов - электроспиннинг. При нем нужная структура подобно ткани для одежды "набирается" при помощи нити из биостабильных полимеров, создаваемой в электрическом поле.

Укладка получается не идеальной, но именно в этом заключается преимущество таких протезов. По словам руководителя центра сосудистой хирургии НМИЦ им. Е.Н. Мешалкина, доктора медицинских наук Андрея Анатольевича Карпенко, в промежутках между этими волокнами хорошо фиксируются клетки с соседних участков стенок того же сосуда - эндотелиоциты. Они выделяют вещества, блокирующие образование тромбов. В экспериментах на лабораторных животных, результаты которых сейчас обрабатываются для публикации, было показано, что сделанные по такой технологии протезы сосудов способны помочь пациентам даже в сложных случаях, когда повреждение имеет большую длину или высокую степень кальцинированности.

Главная цель сибирских ученых - продление срока службы стентов и искусственных фрагментов сосудов. "Необходимо, чтобы новые протезы служили дольше, чем уже существующие. Если срок их функционирования удастся продлить хотя бы на год, это уже можно считать определенной победой", - говорит Андрей Карпенко.

"До настоящего времени были известны только несколько подобных видов муравьев, проживающих на деревьях тропических лесов в Юго-Восточной Азии", - рассказала научный сотрудник Музея естественных наук Вены Элис Ласини Австрийскому агентству печати. Новый проект позволил ученым описать жизнедеятельность "муравьев-камикадзе": среду обитания, особенности поведения, химический состав оборонительного секрета, выделяемого при самоподрыве, а также окружающий их микромир из бактерий и грибов.

В результате исследования специалисты установили, что новый вид муравьев самостоятельно разрывает свое тело путем сжатия мышц брюшка, выделяет секрет желтого цвета и обрызгивает им противника, который либо гибнет от ядовитого вещества или убегает. "Мы проследили, что насекомые более крупного размера гибли в течение нескольких секунд в результате попадания яда им на голову. В этом секрете, видимо, содержатся сильно действующие вещества", - добавила Ласини.

Исследователи из Университета ИТМО (Санкт-Петербург, Россия) совместно с зарубежными коллегами описали молекулярные механизмы, по которым итаконовая кислота (итаконат) регулирует активность макрофагов, обеспечивающих воспалительный ответ организма на вторжение чужеродных объектов. Выяснилось, что ряд цепей биохимических реакций, запускаемых итаконатом и его производными, играет роль в проявлениях аутоиммунных заболеваний. Регулируя ход этих реакций, можно, к примеру, существенно облегчить симптомы псориаза.

В рамках работы ученые установили, как именно итаконат сдерживает активацию макрофагов. Для этого они провели две серии экспериментов - сначала на мышах с аналогом человеческого псориаза, затем на культурах клеток кожи, полученных от людей с этим аутоиммунным заболеванием. Выяснилось, что молекулы итаконовой кислоты и ее производного (диметил-итаконата) способны связываться с участками молекул белков, несущими атомы серы и водорода в составе тиоловых групп -SH.

В число белков, на которые воздействуют итаконат и диметил-итаконат, входят регуляторы активности генов интерлейкинов IL-6 и IL-12. Они кодируют соответствующие белки, поддерживающие воспалительные реакции. Итаконат, связываясь с указанными регуляторами, подавляет образование интерлейкинов 6 и 12, а следовательно, и воспалительные процессы. При действии итаконата и диметил-итаконата на экспериментальных животных симптомы псориаза, в том числе воспаление, ослабевали. То же происходило и в культурах клеток кожи пациентов с этим заболеванием.

Кроме того, выяснилось, что итаконовая кислота и ее производные способны подавлять реакции воспаления, воздействуя на несколько различных биохимических путей. Соответственно, на основе итаконата, диметил-итаконата и сходных соединений можно создать лекарства, позволяющие облегчить симптомы аутоиммунных заболеваний, возникающих из-за избыточной активности воспалительных процессов. Одно из таких заболеваний - тот же псориаз.

Ученые из Института химической биологии и фундаментальной медицины и Института систематики и экологии животных Сибирского отделения РАН изучили коллекцию вирусов, выделенных на территории Новосибирского научного центра. Среди их находок - новый штамм (и даже, возможно, субтип) вируса, отличающийся от ранее известных примерно на 12 процентов от общего объема нуклеотидной последовательности. По всей видимости, он древнейший из своих "собратьев".

Ученые Института систематики и экологии животных Сибирского отделения РАН дополнительно исследовали новый вирус в лаборатории. Для мышей штамм оказался не очень опасным, более "мягким", чем его сородичи: в мозг он проникал хуже, а именно нейроинвазивность определяет способность клещевого энцефалита нанести ущерб здоровью своих жертв. На людях опыты, естественно, не проводились, и патогенность нового штамма для человека остается неизвестной.

Далее исследователи проанализировали полные геномы разных штаммов вируса клещевого энцефалита или их фрагменты, оценили скорость эволюции вируса (скорость накопления изменений в его ДНК) и затем высчитали, в какой момент времени "обский" вариант отделился от предков. Выяснилось, что он относится к наиболее древней линии среди сибирского субтипа. Эта линия была отделена от общего предка примерно полторы тысячи лет назад - даже раньше, чем "балтийская", до этого считавшейся самой старой.

Впрочем, ученые полагают, что паниковать из-за открытия нового варианта вируса рано - у него вряд ли высокая патогенность. Однако полученные ими данные имеет смысл учитывать при создании тест-систем, уточняющих принадлежность вируса к определенному субтипу, или даже вакцин, предупреждающих заболевание клещевым энцефалитом в этой части страны.

Ученые под руководством Александра Коношонкина из Томского государственного университета и Института оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН разработали теоретическую модель рассеяния света на перистых облаках при лазерном зондировании. Благодаря ее использованию зондирование станет более эффективным и позволит сделать прогноз погоды точнее.

Перистые облака находятся на высоте 8-12 километров и состоят из кристаллов льда размером от 10 микрон до 1 мм. Форма кристаллов также различается. Ученые выделяют три основные: выпуклые шестигранники, пластинки и столбики. При этом кристаллы могут также объединяться между собой. Разная форма и размеры кристаллов определяют то количество солнечной энергии, которое будет "задержано" перистыми облаками, и то, что достигнет поверхности Земли. Именно поэтому этот вид облаков оказывает такое большое влияние на погоду и климат на планете.

Томские ученые изучили, как через облака проходит излучение лидара - прибора, который позволяет исследовать далекие объекты с помощью отправки светового (в данном случае лазерного) импульса. Расчеты позволили построить модель происходящих в перистых облаках процессов, используя которую можно учесть вклад, который они вносят в регуляцию поступления к поверхности планеты солнечной энергии.

Сотрудники Института биоорганической химии им. М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН и Института органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН при участии коллег из Дании и Новой Зеландии показали, какое значение для иммунитета имеет контакт с бактериями в самом начале жизни. Они обнаружили, что у мышей, родившихся без кишечной микрофлоры, отсутствуют антитела ко множеству веществ с поверхности не только бактериальных, но и растительных, а также животных клеток.

Авторы работы использовали линию мышей, у которых от рождения не было бактерий-симбионтов кишечника. Их извлекали из утробы матери путем кесарева сечения, чтобы детеныши не контактировали с микроорганизмами родовых путей. Всех этих мышей держали в стерильных условиях и кормили стерилизованной пищей. Когда мышатам-самцам исполнилось три месяца, у них отобрали пробы сыворотки крови, чтобы выяснить, какие естественные антитела там содержатся. 

После первого анализа крови на естественные антитела ученые разделили мышей на несколько экспериментальных групп по четыре особи в каждой. Одних продолжали содержать в стерильных условиях, другим перорально (через рот) ввели бактерий Escherichia coli K-12, штамм W 311. Третьи таким же образом получили бактерии Bifidobacterium longum, штамм NCC2705, а четвертые - Bacteroides thetaiotaomicron, штамм VPI-5482. Грызуны из пятой группы получили штамм SD2112 бактерии Lactobacillus reuteri, шестой - сразу четыре различных штамма нескольких видов микроорганизмов (E. coli, W3110; B. longum, NCC2705; B. thetaiotaomicron, VPI-5482; L. reuteri, SD2112). Бактерии этих видов в норме присутствуют в микрофлоре кишечника. Седьмую группу перевели на обычную нестерильную пищу, а мышам из восьмой группы зондом однократно ввели кал нормальных лабораторных мышей с кишечной микрофлорой. Также была и контрольная группа грызунов, живших в нестерильных условиях и питавшихся обычным кормом.

Через четыре недели после установления нового рациона у мышей снова взяли сыворотку на анализ содержания в ней естественных антител 350 видов. Их наличие выявляли, добавляя капли крови в специальные лунки с соответствующими антигенами - веществами, на которые должны реагировать те или иные антитела. При связывании антигенов с антителами содержимое лунок начинало флуоресцировать (светиться). Так можно было определить присутствие конкретных типов интересующих исследователей антител в сыворотке.

Изначально у "стерильных" мышей практически не было естественных антител к сахарам с поверхности бактериальных и даже растительных и животных клеток. Однако после введения им кала от "нестерильных" собратьев число различных типов естественных антител к таким веществам достигло 54. У обычных грызунов оно было немногим больше - 67, но их состав заметно отличался. В группах, чьи представители получили четыре и менее штаммов, репертуар естественных антител был значительно менее разнообразным.

Отсюда ученые сделали вывод, что ранний контакт с бактериями и наличие микроорганизмов-симбионтов в кишечнике - залог формирования большого разнообразия естественных антител к сахарам с поверхности клеток самых различных организмов. Это соответствует последним данным из области исследований связи иммунитета и кишечной микробиоты.

Ученые из МФТИ, ФГБНУ ТИСНУМ и НИТУ "МИСиС" оптимизировали "ядерную батарейку" на никеле-63. В итоге в одном грамме созданного ими накопителя запасено около 3,3 ватт-часа. Это лучший результат для данного материала, и он в десять раз превосходит плотность энергии, запасенной в обычных химических топливных элементах. 

Исследователи во главе с Владимиром Бланком из МФТИ и ФГБНУ ТИСНУМ придумали способ почти на порядок повысить удельную мощность "ядерной батарейки". Для этого в их накопителе применяется радиоактивный изотоп никель-63. Он испускает бета-частицы, которые попадают в алмазные преобразователи на основе барьера Шоттки (в данном случае - диоды Шоттки). 

Ученые из Казанского федерального университета первыми в мире предложили способ резко снизить опасность оксида графена для обитателей водных экосистем. В теории тот же метод должен сделать воду, загрязненную данным материалом, безопасной и для человека.

Графен, и в особенности его оксид, весьма токсичны. Поэтому разработка средств защиты окружающей среды от выбросов этого материала сейчас крайне актуальна.

Авторы новой работы взяли каолин (главный компонент белой глины, довольно недорогой материал) и оксид графена и добавили их равными долями в воду, куда предварительно поместили одноклеточных инфузорий-туфелек. Вторую группу инфузорий поместили в воду, куда добавили только оксид графена. Оказалось, что при равных дозах этого материала выживаемость инфузорий в разных растворах резко различалась. При достижении концентрации в один миллиграмм оксида графена на миллилитр воды около половины инфузорий гибло. Если такое же количество оксида графена приходилось на тот же объем воды, куда добавили каолин (по массе равный оксиду графена), то выживало примерно 95 процентов одноклеточных.

Исследователи отмечают, что наноразмерные частицы каолина слипаются с частицами оксида графена, и образующиеся при этом "микрокомки" становятся слишком большими, чтобы преодолеть или повредить клеточную стенку инфузорий. При этом сам каолин для живых организмов практически безвреден.

Работа является первой, предлагающей сравнительно простой и эффективный путь снижения токсичности оксида графена. Кроме того, предлагаемые для этого материалы недороги и широко распространены.

Брюшной тиф - острая кишечная инфекция, вызываемая бактериями Salmonella typhi, которая передается через зараженную пищу или воду и процветает в районах с плохим водоснабжением и канализацией. По даннымВсемирной организации здравоохранения, ежегодно брюшным тифом заражаются примерно 21 миллион человек, около 220 тысяч умирают (с момента испытания антибиотика хлорамфеникола в 1948 году летальность брюшного тифа упала с 15-25% до менее 1%). От брюшного тифа есть вакцина, которую рекомендуют ставить всем, кто находится в регионах, где распространен его возбудитель. Это прежде всего развивающиеся страны, особенно Африканского континента и Южной и Центральной Азии.

Salmonella typhi очень быстро приспосабливается к антибиотикам, которыми ее травят: первый случай резистентности к хлорамфениколу в Великобритании зафиксировали через два (!) года после начала использования лекарства. Газета New York Times отмечает, что, по оценкам ВОЗ, при нынешних темпах распространения резистентности к 2020 году устойчивыми к основным антибиотикам будут все штаммы брюшного тифа в Карачи, столице провинции Синд и крупнейшем городе страны.

Академик РАН, заместитель директора Центрального НИИ эпидемиологии Роспотребнадзора Виктор Малеев рассказал, что проблема резистентности брюшного тифа в том же Пакистане двоякая. "В этих странах нет стандартов лечения. В развитых странах они есть, а у них нет. Они все, какие есть, антибиотики стараются [дать пациенту], раз не помогает. Чтобы препарат действовал, нельзя прерывать [лечение], а там дали три дня, а больше не хватило, не завезли. И всё - естественно, будет резистентность", - сказал Малеев. Кроме того, новые антибиотики разрабатываются и производятся в развитых странах и попадают в развивающиеся далеко не сразу, часто тогда, когда бактерии уже начали "обмениваться" устойчивостью и к ним, пояснил эксперт. 

Сегодня в большинстве развитых стран брюшной тиф "привозной", то есть попадает туда через миграцию и туризм.Малеев подтверждает, что устойчивый к антибиотикам брюшной тиф проникает в Россию вместе с трудовой миграцией и периодически приводит к (небольшим) вспышкам в крупных городах, время от времени тиф привозят туристы из Таиланда и других стран. "Тут еще проблема: это забытая инфекция для врачей. Она начинается как: болит живот, понос - ставят отравление, сразу не назначают [антибиотики], тянут. Когда уже возникает нарушение сознания, переводят в реанимацию", - говорит эксперт.

Исследователи из России совместно с французскими коллегами разработали алгоритм, надежно определяющий, какие типы Т-клеточных рецепторов (ТКР) активируются при заражении человека возбудителем того или иного заболевания. В основу метода легло длительное изучение репертуара ТКР у нескольких пар близнецов, в том числе после введения в их организмы вакцины против желтой лихорадки. 

Иммунологи из России и Франции решили автоматизировать анализ набора Т-клеточных рецепторов и найти закономерности, по которым он может меняться. Для этого они пригласили три пары однояйцевых близнецов пройти вакцинацию против желтой лихорадки. Это заболевание распространено в ряде стран Африки и Южной Америки и вызывается вирусом, который переносят комары. Вакцина от желтой лихорадки относится к наиболее надежным из всех существующих. Идентичные близнецы были выбраны потому, что их ГКГ одинаковы. За неделю до вакцинации, в день ее введения, а также через 7, 15 и 45 дней после этого у участников исследования брали пробы крови. Из них выделяли Т-лимфоциты и секвенировали ("прочитывали") гены компонентов Т-клеточных рецепторов. Помимо их состава ученые также оценивали и количество тех или иных вариантов ТКР и несущих их клеток.

В крови каждого донора, полученной после вакцинации, было обнаружено от 500 до 1500 вариантов Т-клеточных рецепторов, распознающих антигены вируса - возбудителя желтой лихорадки. Число Т-лимфоцитов с конкретными вариантами ТКР на протяжении 45 дней менялось: часть клонов (клеток, одинаковых по составу рецепторов на их поверхности) увеличивало свою численность в 2 000 раз в первые 15 дней, а количество клеток других клонов снижалось, чаще всего между 15 и 45 днями после введения вакцины.

Интереснее всего то, что даже у однояйцевых близнецов, чьи генетические наборы идентичны, репертуар ТКР к антигенам вируса желтой лихорадки существенно различался. Тем не менее, в их наборах и динамике численности отдельных клонов прослеживались некоторые закономерности. На основании этих закономерностей ученые написали алгоритм, позволяющий предсказать, как будет меняться репертуар ТКР после вакцинации у каждого конкретного человека. Точность алгоритма затем проверили на неродственных друг другу людях, и она оказалась весьма высокой.

Подробнее на https://chrdk.ru

Российские ученые в сотрудничестве с американскими коллегами создали алгоритм для наиболее быстрого и эффективного выявления случаев туберкулеза с множественной лекарственной устойчивостью (МЛУ ТБ). 

Авторы нового исследования разработали алгоритм, ускоряющий выявление и изоляцию больных туберкулезом с множественной лекарственной устойчивостью. Она включает в себя молекулярно-биологический тест, позволяющий в кратчайшие сроки определить наличие у пациента палочек Коха (Mycobacterium tuberculosis) с генами, обеспечивающими устойчивость к рифампицину и другим антибиотикам. Тех больных, у которых присутствуют такие микроорганизмы, изолируют от других пациентов и максимально быстро начинают лечить противомикробными средствами, устойчивости к которым у их патогенов не имеется (в идеале - по меньшей мере тремя препаратами сразу).

Эффективность данного алгоритма медики проверили в двух российских противотуберкулезных диспансерах - в Воронеже и Петрозаводске. Они проанализировали данные по встречаемости МЛУ ТБ среди совершеннолетних пациентов противотуберкулезных диспансеров до применения их разработки (2009-2010 годы в Воронеже и в 2010-2011 годы в Петрозаводске) и после ее внедрения (май 2013 - ноябрь 2014-го в Воронеже и весь 2014 год в Петрозаводске). Изначально всем больным помогала терапия рифампицином и изониазидом, однако некоторые в ходе пребывания в стационаре были случайно инфицированы устойчивыми к этим лекарствам палочками Коха.

В обоих случаях до применения алгоритма доля заразившихся туберкулезом с множественной лекарственной устойчивостью была выше, чем после его внедрения. В 2009-2011 годах МЛУ ТБ во время пребывания в диспансере заболели 12,2 процента человек (55 из 450), а в 2013-2014-м - лишь 3,1 процента (8 из 259). Таким образом, очевидно, что алгоритм выявления пациентов с МЛУ ТБ и изоляция их от других больных замедляет распространение этой сложно поддающейся лечению болезни. 

Подробнее на https://chrdk.ru

Исследователи из США проанализировали данные по 168 крупным пожарам в 48 штатах и обнаружили, что после тех из них, что затронули действительно большую площадь, уровень водности рек заметно изменился. При прочих равных она росла - по всей видимости, за счет уменьшения потребления воды растительностью. 

Авторы работы изучили пожары, прошедшие на территории бассейнов ряда американских рек, чтобы понять, как они влияют на количество воды в них. Оказалось, что малые пожары, и в особенности управляемые пожары - благо, они всегда выжигают лишь умеренную часть бассейна ближайшей реки, не влияют на водность рек. При этом влияние это, в зависимости от уровня осадков, было двояким.

Исследователи отмечают, что повышенный уровень вод в реках после крупных пожаров может быть как положительным, так и отрицательным явлением. Основная часть питьевой и водопроводной воды в США происходит из рек, поэтому рост их водности означает снижение остроты проблем водоснабжения, что, безусловно, позитивная новость. Однако в случаях бурных осадков в годы после лесных пожаров увеличенная водность рек - негативное явление. Растительность служит еще и буфером, замедляющим попадание дождевой воды в реки. Без нее вода попадает в реки куда быстрее. Почти все реки в США не контролируются дамбами и плотинами, поэтому компенсировать колебания уровня вод в них нечем. Сильные дожди в сочетании с частичным выгоранием растительности могут привести к наводнениям, которые будут заметно сильнее обычных.

Подробнее на https://chrdk.ru

Медики из Смоленска, Санкт-Петербурга и Москвы определили, какая доля бактерий видов Streptococcus pneumoniae (пневмококк) и Haemophilus influenzae (палочка Пфайфера), штаммы которых были собраны в России в 2014-2016 годах, устойчива к действию амоксициллина, пенициллина, цефтриаксона и ряда других антибиотиков. Исследование показало, что доля этих микроорганизмов, не поддающихся лечению указанными антибиотиками, довольно высока и превышает значения аналогичного параметра в соседних регионах, относящихся к другим странам (в частности, к Украине). 

Всего было собрано 279 образцов содержащей пневмококки мокроты, из них 83,2 процента - от детей моложе 12 лет. Из этих 279 к принимаемому перорально (как обычные таблетки) пенициллину оказались устойчивы бактерии из 33 процентов образцов. Еще более устойчивы они были к цефуроксиму, цефаклору и смеси триметоприма с сульфаметоксазолом. Устойчивые к пенициллину пневмококки в целом слабее реагировали на воздействие любыми антибиотиками.

Образцов мокроты с палочкой Пфайфера также было 279. Среди них не наблюдалось устойчивости к цефтриаксону, и лишь 2,5 процента были устойчивы к смеси амоксициллина и клавулановой кислоты. Однако смесь триметоприма с сульфаметоксазолом действовала на эти палочки лишь в 32,8 процента случаев.

Таким образом, оба вида микроорганизмов оказались довольно устойчивыми к действию смеси триметоприма с сульфаметоксазолом и старым антибиотикам, таким как пенициллин. Сравнение полученных данных с информацией об устойчивости тех же видов бактерий из соседних стран (в частности, Украины) показало, что российские палочка Пфайфера и пневмококк хуже поддаются лечению многими исследованными антибиотиками. Как считают авторы новой работы, это связано с тем, что россияне чаще других самовольно принимают противомикробные средства. Как следствие, процент устойчивых к их воздействию бактерий растет.

Подробнее на chrdk.ru

16 апреля, "Жэньминь жибао" онлайн - Как стало известно корреспонденту из Археологического института по охране памятников истории и культуры Гуанси-Чжуанского автономного района (Южный Китай), после трех лет раскопок в пещерах Яхуайдун были обнаружены свыше 10 тысяч исторических реликвий. Более того, в ходе археологических раскопок обнаружена могила возрастом порядка 16 тысяч лет и цельный человеческий череп.

Сотрудники нескольких клиник и исследовательских центров США протестировали устройство, позволяющее снижать температуру передней части головы. Цель исследования - установить способность данного аппарата улучшить состояние больных бессонницей. В испытаниях, длившихся две ночи, прибор показал свою безопасность, а также увеличил скорость засыпания испытуемых и продолжительность сна в первый час ночи. Следующий этап клинического исследования - более длительный эксперимент.

ЭЭГ показала, что испытуемые, на которых две ночи подряд были надеты приборы для охлаждения лба, быстрее засыпали и, соответственно, большую часть первого часа ночи проводили во сне по сравнению с теми, чьи устройства "воздействовали" на вестибулярный нерв. Более того, у них не снижалось качество фазы быстрого сна, наиболее важной для хорошего самочувствия и запоминания информации. Последующие эксперименты должны установить, способен ли прибор оказывать долговременное положительное действие на здоровье пациентов.

Подробнее на chrdk.ru